Максимов М. В. - Защита от радиопомех, страница 5

Значения удельной ЭПР определяют в основном экспериментально. Наиболее полный материал по измерениям 5 „собран в работе (68). В таблице приведены характеристйки удельной ЭПР для некоторых типов поверхности при вертикальных углах визирования (21). Отраженный от земной поверхности сигнал $ может быть представлен в виде аддитивной смеси когерентной (зеркальной) составляющей $и = А соз в,( и узкополосного нормального шума $д = А(1) соз !ы,Т + ф(Г)), порожден- ного диффузной составляющей, т.

е, ~~Р) = ~а $д =. (~) -. (~а~+ + $ (1)), где У (Т) — огибающаЯ, ф(1) — слу Р чайная фаза. В общем случае одномерный закон распределения амплитуды подчинен закону Райса (66! Р ~а РР я 24 Таблица где аяа — дисперсия шумовой составляющей; 1, — функция Бесселя нулевого порядка от мнимого аргумента. Если поверхность обладает крупной шероховатостью и когерентная составляющая мала (А = О), то распределение огибающей близко к закону Релея Г' При мелкой шероховатости, когда когерентиая составляющая преобладает (А „)) аяд), закон распределения переходит в нормальный: ! (к — А,„)а ~ в(У) = — ехр ~— у' 2я ояд 2аад Закон распределения фазы ф отраженного сигнала также зависит от соотношения интенсивности А„„!ояд когерентной и некогерентной составляющих.

В общем виде плотность вероятности для фазы ф выражается формулой !172! гв(ф) = — ехр( — — — ") ~1+К'2я — Ф ( —" соз чр) х Х ехр~ — ~ — созф) 1~, — п(1р (я. Г!~А,„ '12 ~ ляд При А„~аз, )р ! плотность распределения гэ Щ) неравномерна и имеет максимум при $ = О. С увеличением шероховатости распределение ш (ф) приближается к равномерному. В сантиметровом диапазоне часто можно не считаться с когерентной составляющей.

В этом случае закон распределения амплитуд можно принимать релеевским, а фаз — равномерным. При анализе мешающих отражений важное значение имеет также вид корреляционной функции отраженного сигнала или форма его спектра. Относительное движение радиоэлектронного средства и цели приводит к тому, что спектр мешающего сигнала на входе приемника РЛС существенно искажается по сравнению со спектром полезного сигнала. На рис. 1.9 показана часть спектра, соответствующего импульсному сигналу самолетной РЛС и примыкающего к несущей частоте ), зондирующего сигнала 1147). Форма спектра всего сигнала может быть легко получена, если учесть симметрию составляющих ~, ~ АЕ„(й = 1, 2, 3, ...), где Ä— частота повторения импульсов.

Зондирующий сигнал, непосредственно проходящий в приемный тракт, имеет дискретную составляющую 1, вокруг которой располагается выброс 2 сигнала, поступающего от земной поверхности, находящейся непосредственно под самолетом. Спектральные составляющие 3 соответствуют отраженным от местных предметов сигналам, принимаемым передними и задними боковыми лепестками. Несимметрия этой части спектра 3 относительно частоты ~, объясняется наличием различных допплеровских сдвигов частоты у сигналов, принимаемых боковыми лепестками диаграммы направленности антенны с разных направлений.

Вредное отражение от земной поверхности, принимаемое главным лучом, создает выброс 4. Полезный сигнал 5, поступающий от цели, которая сближается с РЛС, наблюдает- ся в данном случае на фоне внутренних шумов б. Отражающая поверхность может влиять и на величину систематического допплеровского сдвига частоты. При отражении от морской поверхности из-за движения волн возникает систематическое смещение частоты, составляющее доли и даже единицы процента относительно средней частоты Допплера [66).

Можно отметить некоторые факторы влияния Земли, ухудшающие характеристики РЛС (дальность обнаружения, разрешающую способность, точность и т. д.): — изрезанность диаграмм направленности антенн РЛС в области малых углов места, приводящая к сокращению дальности обнаружения маловысотных целей; — наличие местных предметов, вызывающее сокращение дальности действия из-за затенения целей; — многолучевость распространения, увеличивающая ошибку сопровождения цели по углу места (происходит раздвоение цели нэ истинную цель и ее антипод); — интерференция прямого и отраженного лучей в РЛС с коническим сканированием, вызывающая биения принимаемого сигнала, что порождает появление значительных угловых ошибок; — шероховатость земной поверхности, вызывающая при отражении от нее радиоволн существенное искажение спектра сигнала, что затрудняет работу схем селекции движущихся целей и систем автоматического сопровождения по скорости.

Подробный анализ этих мешающих факторов позволяет определить рациональные (в определенном смысле) способы и устройства борьбы с помехами, вызываемыми естественным влиянием Земли. Дальность обнаружения низколетящих целей. Влияние Земли при малых углах места приводит к миоголепестковости диаграммы направленности антенны РЛС. Нижний лепесток отжат от земли на угол 6, значение которого связано с высотой подъема антенны Н, и длиной волны Х формулой И66) Рис. нэ. Яэ Хсг ц манн «»» (1.2. 3) ~ нрнннл Принимая во внимание, что максимальная дальность действия РЛС, вычисляемая без учета влияния земли, равна Хтни с, (4п) ~ нн инн из (1.

2. 3) и (1.2.4) получаем (1.2.4) (1.2.5) »„„„„,=-к э»»' ГДЕ К= 9» — ' ъ Г 4пНн Н„ У Формулы (1.2.3) и (1.2.5) получены путем лннеаризацин функции Фн(р) и поэтому справедливы прн условии »ч„„н, ) !ОиНчНнГл. Выражение (1.2.5) показывает, что дальност б жения маловысотных целей существенно . П ьность о нарунно снижается. Повышение энергетического потенциала Р 6 ,,еще меньше дальности обнару- сказывается на величине максимальной ал жеиия (корень восьмой степени) по сравнению с обнаружением высоколетящих целей (корень четвертой степени). 28 Мощность сигнала, принимаемого РЛС, с учетом влияния земли записывается в виде (166! ап'д х'Ф (1.2.1) где Р, — мощность передатчика РЛС; б усиления антенны РЛС; 5, — эффективная и, , — коэ.)н)1ициент сеяния (ЭПР) цели; », — дальность до цели; с1>н(()) — ин- терфереиционный множитель, который для малых глов места () равен малых углов Фн(р) = 4пНнНнй»„, ̈́— высота цели относительно поверхности земли.

Если чувствительность приемника РЛС равна Р„н = = Р„, „„„, то из (1.2.!) и (1,2.2) получим максимальную ужении низколетящей дальность действия РЛС прн обнаружении цели ахн с ;аа а» Рис. 1.1О. Препятствия также влияют на дальность обнаружения РЛС вследствие затенения (экраиирояания) целей. Палев области тени (за препятствием) значительно ослабляется. Коэффициент ослабления зависит от геометрических размеров и формы препятствия.

Значение коэффициента ослабления н соответствующее уменьшение дальности действия РЛС может быть подсчитано по методике, изложенной в [57!. Следует заметить, что даже сравнительно невысокие препятствия (холм, деревья и др.) могут приводить к снижению дальности обнаружения в несколько раз. Флуктуации аффективного центра отражения низколетящей цели.

Многолучевость распространенна радиоволн вблизи земли приводит к тому, что низколетящая одиночная цель представляется как групповая. С приемлемым для практики приближением одиночная цель может быть представлена как парная цель (истинная цель Ц и ее антипод Ц') на рис. 1.10. Различают три основных случая образования антипода. Первый из них характеризуется тем, что отражение радиоволн пропсходит в области„примыкающей к месту расположения антенны РЛС (рис.

1.10, точка 0,). Образующаяся парная цель ЦЦ' оказывает мешающее действие на наземную РЛС, антенна которой отслеживает цель Ц с ошибкой, особенно заметной в угломестной плоскости. Эффективный центр парной цели ЦЦ' блуждает в угломестной плоскости и может даже выходить за базу. 47торой случай характеризует отражение радиоволн в области нахождения цели (рис.

1.10, точка 0,). Этот случай неблагоприятен для работы разнесенных радиолокационных йэ Отсюда де Ме = Нч Че+( 30 (1.2.7) Рис, ьы. систем, в которых передающие и приемные устройства удалены на некоторое расстояние. Примером такой системы является система полуактивного самонаведения ракеты типа «земля — воздух». Н аконец, в третьем случае отражение происходит в районах расположения цели и РЛС (точки О, и Ое). Мешающее действие парной цели сказывается на работе совмещенных и разнесенных радиолокационных систем.

Применительно к системе полуактивного самонаведения ракет отражения оказывают мешающее влияние как на наземную РЛС, так и на радиолокационную головку самонаведения ракеты. В статье П201 получено выражение для плотности вероятности гэ (х) ошибки сопровождения геометрического центра флуктуирующих источников ЦЦ' 2 сэ (х) — г е ), ( ).ее 1((+хе)-(-д', (1 — хе))мс ' (1.2.6) где х = $/Нц — относительная ошибка сопровождения центра парных источников (рнс.

1.11); Н вЂ” высота полета, ч $ — линейная ошибка; де, — отношение мощностей сигналов, переизлученных целью и землей. Среднее значение относительной ошибки равно М~ че М„= — = ~ хш (х) с(х= — ' ч +1 Выражение (!.2.7) показывает, что при сопровождении низколетящих целей математическое ожидание линейной ошибки отклонения равносигнального направления 1р„—— =- ̈́— М1 не может быть больше высоты полета, т. е.